Precisión mejorada en la predicción del tamaño de grano mediante análisis térmico y análisis estadístico en piezas fundidas de aluminio

La aleación primaria AlSi10MnMg es la más utilizada para la fabricación de piezas fundidas a alta presión asistidas por vacío (VPDC) con altos requisitos de ductilidad. En esta aleación, la soldadura en matriz se evita gracias a un alto nivel de Mn (0,5-0,6 % en peso), mientras que el Fe se mantiene bajo (<0,2 % en peso). Esta combinación garantiza que las fases intermetálicas Al-Fe-Mn-Si sean del tipo poliédrico α-Al15(FeMn)3Si2 o escritura china, lo que resulta menos perjudicial para la ductilidad. Sin embargo, el uso de una aleación secundaria permite reducir significativamente el coste de las piezas fundidas, ya que la materia prima es más económica y requiere menos energía para su fabricación.

Por otro lado, las aleaciones secundarias contienen una mayor cantidad de Fe, una impureza común, que también reduce la soldadura en matriz, pero perjudica la ductilidad debido a la formación de la fase β-Al5FeSi en forma de aguja/placa. Se ha demostrado que las microadiciones basadas en Mn son eficaces para transformar las fases β con forma de aguja/plaqueta en fases de hierro α con escritura china, con una morfología menos dañina, incluso en aleaciones con un contenido relativamente alto de Fe.

En este trabajo, se moldeó una aleación secundaria con 0,60 % de Fe y diferentes microadiciones de Mn en piezas de prueba con diferentes espesores de pared mediante tecnología VPDC. Se investigó el efecto de las microadiciones y el espesor de pared en la morfología, la cantidad y el tamaño de las fases de hierro intermetálico mediante análisis de imágenes y se comparó con la aleación primaria correspondiente de AlSi₁₂MnMg. Los resultados muestran que la velocidad de enfriamiento es un factor importante para controlar el tamaño y la fracción de área de los compuestos de hierro intermetálicos. Las adiciones de Mn modifican los compuestos β-Al₁₄FeSi en compuestos de hierro α con escritura china y/o finos, menos dañinos. Sin embargo, se observa un aumento en la fracción de área de los compuestos intermetálicos.